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近日，由中国机械工业联合会组织的国家级科技成果 “环保型发电机快速断路器关键技术研究”、新产品“ZHN□-31.5 210kA环保型发电机快速断路器成套装置”鉴定会在西安召开，中国电气装备所属中国西电西安西电开关电气有限公司（以下简称“西开电气”）研制的210千安环保型发电机快速断路器成套装置，顺利通过国家级鉴定，综合性能达到国际领先水平，标志着我国百万千瓦大容量发电机断路器的国产化取得标志性突破填补了国内空白打破了国外垄断。
设备系列 | 额定短路开断电流 | 可应用机组容量（MW） |
发电机断路器成套装置 | 210kA | 百万千瓦级核电 |
190kA | 1000—1400 |
170kA | 800—1000 |
160kA | 600—800 |
100kA | 150-450 |
抽水蓄能电站机组用成套开关设备 | 100kA | 抽蓄机组用 |
燃机机组用发电机断路器成套装置 | 100kA | 燃机机组用 |
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2024年8月，31.5千伏/210千安/40000安环保型发电机快速断路器全部型式试验，标志着国际首台真空多断口并联均流+零点主动控制技术大容量发电机断路器设备研制成功，突破了特大电流开断的技术难题，填补了国内空白，为我国超大容量开关设备的自主创新研发积累了可复制的技术与经验。研发过程中，创新性地引入真空多断口并联均流+零点主动控制技术。该产品具有绿色、环保特点。利用电磁热力耦合应力作用机理与调控方法，实现电接触系统多参数性能协同提升，突破发电机快速断路器样机的紧凑化集成设计技术。![]()
190千安发电机断路器成套装置主要应用于1000—1400兆瓦容量的大型核电机组，与170千安产品相比，190千安发电机断路器成套装置的各项参数性能均有大幅提升。标志着国内首台百万千瓦核电机组用大容量发电机断路器成套装置研制成功。技术参数高，产品具有通流能力强、开断电流大、可靠性高等特点；结构布置小，可实现整体运输和安装，整体尺寸保持与170千安产品基本一致。技术性能优，产品研制过程中在新型大容量高效自能灭弧原理及结构、高效散热结构、高可靠传动、高导电率的铸铝合金高玻璃化温度环氧浇注材料、高耐烧蚀高结合强度铜钨触头材料及工艺等方面取得了新的突破。产品的成功研制填补了国内空白，实现了我国百万千瓦级核电机组用重大装备的国产化，解决了AP1000、华龙一号等大型核电站对发电机断路器的紧迫需求，为我国大型核电站工程建设和运行服务自主可控提供安全保障。首台套工程巴基斯坦卡拉奇K3电站已经完成现场安装，将于2024年11月投运。后续又中标中广核宁德核电，华能石岛湾核电，国电投白龙核电等工程。![]()
成功研制的ZHN10-30 170千安发电机断路器成套装置，适用于单台发电机组容量在800—1000兆瓦的水、火、核电站，额定短路开断电流170千安，额定峰值耐受电流600千安，额定短时耐受电流210千安（3s），在大容量开断上取得突破进展。2022年，ZHN10-30 170千安发电机断路器成套装置通过了中国机械工业联合会的严格鉴定，正式填补了国内在该技术领域的空白。这一成果不仅提升了中国电气装备在国内外市场的竞争力，更为我国电力安全和能源安全提供了有力保障，标志着我国在发电机断路器领域的技术实力达到了新的高度。170千安发电机断路器成套装置在白鹤滩水电站投入使用，这里是全球最大的清洁能源走廊之一，对于保障长江流域的防洪、发电、航运和生态安全具有重要意义。首台套工程三峡白鹤滩电站于2022年12月投运，孟加拉路布尔核电站已经现场安装完成。后续又中标中核漳州核电，中广核陆丰核电站，中核CX核电站等工程共计11套设备。![]()
ZHN10-24 160千安发电机断路器成套装置适用于单台发电机组容量在600—800兆瓦的水、火电及核电机组，该产品在设计精度、工艺流程和制造技术上取得了显著的技术积累与创新，该产品额定短路开断电流160千安，额定峰值耐受电流440千安，为我国自主研发的第一台大容量发电机断路器。在国际技术垄断的大背景下，中国西电坚持自主创新，实现了从原材料筛选到成品制造的全链条技术掌控。2013年，通过中国机械工业联合会鉴定，该产品可完全实现国产化，使我国成为国际上为数不多能够生产大容量发电机断路器的国家之一，为国内用户降低了工程采购成本，并且在大电流长期载流、开断等方面取得多项创新成果，产生专利21项、专有技术2项。应用于国内第五大水电站、世界第十一大水电站——向家坝水电站，是国内西部大开发重点工程和“西电东送”骨干电源点，是金沙江水电基地最后一级水电站，兼有防洪、航运、灌溉等综合效益的大型水利枢纽工程。在金沙江的向家坝水电站上，该产品发挥自身优势全力保障电力系统稳定运行。首台套工程向家坝电站于2013年10月投运，投运11年来状态良好。后续在溪洛渡、三峡、乌东德、五彩湾等多个电站应用，均已投运多年，状态良好。目前已为各类型电厂提供43套产品。
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ZHN10-24 100千安发电机断路器成套装置适用于单台发电机组容量在150—450兆瓦的水电、火电、新能源以及小堆核电站，该产品载流能力大、开断能力强，具有自主知识产权，填补了国内150—450兆瓦发电机组用发电机断路器成套装置的空白。
该产品于2019年通过中国机械工业联合会鉴定，综合技术性能达到国际领先水平，机械寿命可达20000次，电寿命8次，满足海拔4000米工况需求。目前已应用于杨房沟、西藏大古等多个电站。其中，西藏大古水电站位于西藏自治区山南市桑日县境内，是中央支持西藏经济社会发展的重点内需电源项目，中国西电积极响应大古水电分公司要求，于2021年5月顺利投产运行，荣获“国家优质工程金奖”。目前该产品已累计供货96套。
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ZHN10A-24 120千安电气制动开关适用于单台发电机组容量在600兆瓦-800兆瓦机组，该产品是大型水轮发电机组实现快速停机的必需开关设备，具有自主知识产权，打破国外企业垄断。产品配置制动开关、接地开关，采用卧式布置，三极置于一个底架上；每极具有一个独立的、封闭的金属外壳。采用六氟化硫作为制动开关的绝缘和灭弧介质，配用液压弹簧操动机构，制动开关和接地开关均采用三相机械联动，整体结构布置紧凑。
2019年通过国家能源局鉴定，综合技术性能处于国内领先、国际先进水平，填补了国内多项技术空白，可以较大程度地改善机组的停机运行工况，缩短停机时间，消除机械制动时制动块与制动环因摩擦而引起的机械疲劳以致变形龟裂，洁净了环境，提高了机组控制的自动化水平。2018年，该产品首次应用于中国第四座、世界第七座跨入千万千瓦级行列的巨型水电站——乌东德水电站全部12台机组，后续又应用于世界首个单机容量百万千瓦的白鹤滩水电站的全部16台机组。![]()
ZHN10-24抽水蓄能机组成套开关设备包括发电电动机出口断路器、电气制动开关、相序转换开关、启动开关、拖动开关、启动母线分段开关和分支回路隔离开关等设备，是高集成发电机断路器成套装置，能够满足智能监测、快速响应两大核心要求，有效保障了设备在现场安全可靠地运行。该成套开关设备种类齐全、成套性强、布置灵活，具有载流能力强、机械及电气可靠性高、绝缘水平高、智能化程度高等特点，机械寿命20000次，100千安开断8次，满足海拔4000米工况及抽水蓄能机组成套开关设备的需求。产品在广东梅州抽水蓄能电站进行了首套工程化应用，标志着我国掌握了该类设备的关键技术和研制能力，打破了国外供应商长期技术垄断的“卡脖子”局面，补齐了抽水蓄能机组主机设备全国产化的最后一块短板，增强了我国抽水蓄能装备的核心竞争力。目前已中标包括广东梅州抽水蓄能电站、浙江天台抽水蓄能电站、魏家冲抽水蓄能电站、湖北大悟抽水蓄能电站等12个抽水蓄能项目共计39套抽水蓄能电站用成套开关设备。![]()
ZHN10-24 100千安燃机机组用发电机断路器成套装置是用在燃机电站的多功能成套设备，集测量、保护、启动电流接入等功能于一体，在额定通流能力上满足目前国内所有9H及9F多轴机组。该产品于2022年4月通过国家级新产品鉴定，具有高集成性，可靠性高等特点，综合技术性能达到国际先进水平，是具有自主知识产权的燃机用发电机断路器成套装置，打破了国外技术壁垒，实现重大装备国产化，机械寿命可达20000次，电寿命8次，满足海拔4000米需求。首台套设备2022年12月在华能海南洋浦燃机电厂投入运行，解决了在该领域内的“卡脖子”问题，有效降低电站建设和维护成本，可以更好地为客户提供全生命周期内的全方位服务。西开电气目前已中标华能洋浦、华能海南南山、华能东莞燃机电厂、华能南通、华能烟台、华能彭州燃气-蒸汽联合循环等6个工程共计12套燃机机组用发电机断路器成套装置。
中国智造大容量发电机断路器系列产品，目前广泛应用于众多水电、火电、核电、燃机和抽水蓄能电站，有179套系列产品在全球各地安全运行。
自主创新，铸就品质；攻坚克难，引领潮流；服务国家，保障能源。每一件大国重器的铸就，无不展现着重器风采，彰显着重器荣耀。西开电气在发电机断路器领域的每一次跨越，都是对中国电力设备制造业实力的深刻诠释，未来西开电气将持续坚持科技创新，不断加大“卡脖子”核心技术攻关，为我国电力行业的持续健康发展提供强有力的支撑。
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